KR100375572B1

KR100375572B1 - Dual-Tone Detecting Device

Info

Publication number: KR100375572B1
Application number: KR10-2000-0067281A
Authority: KR
Inventors: 이장규; 이종화; 장창희
Original assignee: 주식회사 텔레칩스
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2003-03-08
Also published as: KR20020037237A

Abstract

본 발명은 듀얼톤 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼톤 검출에 있어서 대상 듀얼톤의 하모닉스 성분을 고려하여 판단함으로써 듀얼톤 검출에 있어서 오류발생이 획기적으로 적은 듀얼톤 검출장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention relates to a dual-tone detection device, and more particularly, to provide a dual-tone detection device with significantly less error occurrence in the dual-tone detection by judging in consideration of the harmonic components of the target dual-tone in dual-tone detection. Has its purpose.

Description

Dual-Tone Detecting Device

듀얼톤 신호(dual-tone signal)는 각각 다른 주파수를 갖는 두 개의 톤이 통상 비슷한 크기로 혼합되어 들어오는 신호이다. 이러한 듀얼톤 신호는 특수하고도 중요한 정보를 전달하기 위해서 사용되는데, 일반적으로 다른 신호와 혼합되어 전송되므로 수신단에서 이 신호를 정확히 검출해내는 문제는 상당히 중요하다.A dual-tone signal is a signal in which two tones, each having a different frequency, are usually mixed in similar sizes. The dual tone signal is used to convey special and important information. In general, the dual tone signal is mixed with other signals, so the problem of accurately detecting the signal at the receiving end is very important.

듀얼톤 검출장치에 있어서 오동작의 문제는 일반적으로 두 가지로 나누어진다. 한 가지는 신호에 특정 듀얼톤이 있음에도 불구하고 다른 신호에 의해 듀얼톤을 검출하지 못하는 문제[토크다운(talk-down)]이고 나머지 한 가지는 실제로는 듀얼톤을 보내지 않았는데 기타 다른 신호에 의해 듀얼톤이 있다고 잘못 판단하는 문제[토크오프(talk-off)]이다. 토크다운과 토크오프 문제는 듀얼톤 검출장치의 성능을 결정짓는 중요한 항목인데, 이 중에서 듀얼톤 검출장치를 개발하는 측면에서 좀 더 해결하기 어려운 쪽은 토크오프 문제이고, 본 발명에서 관심을 갖는 부분도 바로 이 토크오프 문제를 극복하는 것이다.The problem of malfunction in the dual tone detection apparatus is generally divided into two types. One is the problem of not detecting the dual tone by the other signal (talk-down) even though there is a certain dual tone in the signal, and the other is not actually sending the dual tone. It is a problem (talk-off) which is wrongly judged. The problem of torque down and torque off is an important item that determines the performance of the dual tone detection device. Among them, the more difficult to solve in terms of developing the dual tone detection device is the torque off problem, which is of interest in the present invention. This is also to overcome the torque off problem.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 듀얼톤 검출에 있어서 대상 듀얼톤의 하모닉스 성분(harmonics elements)을 고려하여 판단함으로써 듀얼톤 검출에 있어서 오류발생이 획기적으로 적은 듀얼톤 검출장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a dual tone detection device with significantly less error occurrence in dual tone detection by judging by considering the harmonic elements of the target dual tone in dual tone detection. The purpose is.

도1은 듀얼톤 신호의 주파수 구성을 도시하는 도면.1 is a diagram showing a frequency configuration of a dual tone signal.

도2는 통상의 신호를 주파수 해석한 예를 도시하는 도면.2 is a diagram showing an example of frequency analysis of a normal signal;

도3은 본 발명에 따른 듀얼톤 검출장치의 바람직한 실시예를 도시하는 도면.Fig. 3 shows a preferred embodiment of the dual tone detection device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

31 : 상위톤 검출부31: upper tone detection unit

32 : 하위톤 검출부32: low tone detection unit

33 : 하모닉스 검출부33: harmonics detection unit

34 : 듀얼톤 판단부34: dual tone determination unit

이하 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도1은 듀얼톤 신호의 주파수 구성을 도시하는 도면이다. 듀얼톤 신호는 F0와 F1의 두 개의 신호성분으로 구성되어 있으며, 듀얼톤 검출장치는 이 F0 주파수 성분과 F1 주파수 성분이 동시에 유효하게 존재하는지 여부를 판단하여 그 결과를 출력한다.1 is a diagram showing a frequency configuration of a dual tone signal. The dual tone signal is composed of two signal components, F0 and F1, and the dual tone detection device determines whether the F0 frequency component and the F1 frequency component exist at the same time and outputs the result.

일반적으로 F0, F1 주파수는 듀얼톤 신호가 응용되는 분야에서 사용되는 일반 신호와 동일한 주파수 대역 내에 존재한다. 예컨대, 음성/음향 신호를 사용하는분야에서 사용되는 듀얼톤 신호의 F0, F1 신호는 통상 2000Hz 내지 3000Hz 정도에서 설정되므로 음성/음향의 주파수 영역 내에 존재한다. 따라서, 별도로 전송단에서 듀얼톤을 전송 신호에 삽입하지 않더라고 통상의 신호에 의해 얼마든지 F0, F1 신호가 신호 내에 유효하게 존재하게 될 것이고, 이에 통상의 듀얼톤 검출장치는 입력신호 내에 F0, F1 주파수 성분이 일정 이상 들어있다고 해서 바로 듀얼톤이 검출되었다고 판단하지 않고 주변 신호와 그 크기를 비교하여 두 주파수 성분 모두 주변 신호보다 현저하게 그 크기가 클 경우에만 듀얼톤 신호가 검출되었다고 판단함으로써 토크오프의 발생을 방지하고자 한다.In general, the F0 and F1 frequencies are in the same frequency band as the general signal used in the field where the dual tone signal is applied. For example, the F0 and F1 signals of the dual tone signal used in the field using the voice / sound signal are usually set in the range of about 2000 Hz to 3000 Hz, and thus exist in the frequency / voice frequency range. Therefore, even if a separate tone is not separately inserted into the transmission signal, the F0 and F1 signals will be effectively present in the signal by the normal signal. It is not determined that the dual tone is detected immediately because the F1 frequency component is contained more than a certain amount, and the torque is compared by comparing the magnitude with the surrounding signal and judging that the dual tone signal is detected only when both frequency components are significantly larger than the surrounding signal. To prevent the occurrence of the off.

도2는 신호를 주파수 해석한 한 예를 도시한 도면이다. 도2에 도시된 신호는 주파수 분석 결과 F0 성분과 F1 성분이 동시에 존재하고 두 성분 모두 주변 신호에 비해 현저하게 그 크기가 크기 때문에 전형적으로 듀얼톤의 형태를 갖고, 따라서 통상의 듀얼톤 검출장치에서는 듀얼톤이 존재한다고 검출한다. 그러나 음성/음향 분야에서 사용되는 듀얼톤 신호의 F0, F1 값에 대해서, 일반적으로 얻을 수 있는 다수의 음성/음향 소스를 재생시켜 그 출력신호를 주파수 분석하면 별도로 듀얼톤 신호를 삽입하지 않더라도 도2와 같은 파형을 자주 발견할 수 있다. 즉, 통상의 듀얼톤 검출장치는 그 검출방식의 구조적인 문제로 인해 토크오프 문제가 많이 발생할 수밖에 없는 것이다.2 is a diagram illustrating an example of frequency analysis of a signal. The signal shown in Fig. 2 is typically in the form of a dual tone because the frequency analysis shows that both the F0 component and the F1 component are present at the same time, and both components are significantly larger than the surrounding signals. Detects the presence of a dual tone. However, for the F0 and F1 values of the dual tone signals used in the voice / acoustic field, if a plurality of voice / sound sources that are generally obtained are reproduced and the output signals are frequency-analyzed, Fig. 2 You will often find waveforms such as That is, in the conventional dual tone detection device, due to the structural problem of the detection method, the torque-off problem will inevitably occur a lot.

신호이론에 따르면, 임의의 주기함수는 기본주파수의 정수배의 주파수를 갖는 하모닉스 신호의 무한 합(infinite summation)으로 표시될 수 있고 이를 푸리에 급수(Fourier series)라고 한다. 즉, 임의의 주기함수의 주파수 특성을 분석하면기본 주파수의 정수배인 하모닉스 주파수에서 그 성분의 크기가 특이하게 커진다는 것이다. 토크오프를 발생시킨 도2의 파형을 여기에 착안해서 생각하면, 도2의 신호는 듀얼톤 신호가 삽입되지 않은 일반적인 신호이나 이 신호의 특정 주요 신호성분에서 발생한 하모닉스 성분들이 우연히 F0 주파수와 F1 주파수를 갖게 된 경우라고 할 수 있다. 즉, 특정 시간에서 주요 신호의 하모닉스 성분이 공교롭게도 듀얼톤 신호에서 사용하는 주파수 F0, F1과 일치하게 되어 듀얼톤 검출장치에서 토크오프 에러가 발생하는 것이다.According to signal theory, an arbitrary periodic function can be expressed as an infinite summ of harmonic signals having frequencies of integer multiples of the fundamental frequency, which is called a Fourier series. In other words, analyzing the frequency characteristics of an arbitrary periodic function results in an unusually large magnitude of the component at the harmonic frequency, which is an integer multiple of the fundamental frequency. Considering the waveform of FIG. 2 that generated the torque off here, the signal of FIG. 2 is a general signal without a dual tone signal or harmonic components generated from a specific main signal component of this signal by accident. It can be said that if you have. That is, at a specific time, the harmonic component of the main signal coincides with the frequencies F0 and F1 used in the dual tone signal, causing a torque off error in the dual tone detection device.

따라서, 이와 같은 하모닉스 성분의 영향으로 인한 토크오프 에러를 제거하기 위해서는 듀얼톤에서 사용하는 주파수 성분이 동시에 발생하더라도 이로부터 바로 듀얼톤이 검출되었다고 판단할 것이 아니라, 혹시 이것이 현재 신호의 하모닉스 성분으로 인한 것은 아닌지를 판단하여야 한다.Therefore, in order to eliminate the torque off error caused by the harmonic component, even if the frequency components used in the dual tone occur at the same time, it is not determined that the dual tone is detected directly from it, but this may be due to the harmonic component of the current signal. Should be judged.

도3은 본 발명에 따른 듀얼톤 검출장치의 바람직한 실시예를 도시하는 도면이다. 도3의 듀얼톤 검출장치는 상위톤 검출부(31), 하위톤 검출부(32), 하모닉스 검출부(33), 및 듀얼톤 판단부(34)를 포함한다.3 is a diagram showing a preferred embodiment of the dual tone detection apparatus according to the present invention. The dual tone detector of FIG. 3 includes an upper tone detector 31, a lower tone detector 32, a harmonics detector 33, and a dual tone determiner 34.

상위톤 검출부(31)와 하위톤 검출부(32)는 각각 듀얼톤 검출장치로의 입력신호에 소정의 상위 주파수 성분(F1 주파수 성분) 및 하위 주파수 성분(F0 주파수 성분)이 존재하는지 여부를 판단한다. 이 판단은 통상의 듀얼톤 검출장치에서도 이루어지는 것으로서 본 발명에서 특별히 한정하거나 부가하는 바는 없다. 통상적으로 이루어지는 것과 마찬가지로 단순히 각각의 주파수 성분의 크기가 소정의 값 이상인지 여부로부터 상위톤 및 하위톤의 유무를 판단할 수도 있고, 아니면 신호왜곡이나 바이어스(bias)에 대하여 보다 신뢰성을 높이기 위해서 F0 및 F1 주파수 성분의 크기가 주변 주파수 성분의 크기보다 상대적으로 큰지 여부로부터 상위톤 및 하위톤의 유무를 판단할 수도 있다. 듀얼톤이 검출되었다고 판단하기 위해서는 먼저 그 듀얼톤에 해당하는 신호성분이 입력신호에 존재하여야 하므로 이러한 판단은 당연히 포함되어야 할 것이다. 상위톤 검출부(31) 및 하위톤 검출부(32)는 단순히 상위톤 및 하위톤이 존재하는지 여부만을 검출하는 것에 한정되지는 않으며, 후술하는 듀얼톤 판단부(34)를 위해서 각각 상위톤 주파수 성분 및 하위톤 주파수 성분의 크기를 추가적으로 출력할 수도 있는 것으로 해석하여야 한다.The upper tone detector 31 and the lower tone detector 32 determine whether a predetermined upper frequency component (F1 frequency component) and lower frequency component (F0 frequency component) are present in the input signal to the dual tone detector, respectively. . This determination is made also in the ordinary dual tone detection apparatus and is not particularly limited or added in the present invention. As usual, the presence or absence of upper tones and lower tones can be determined simply by whether or not the magnitude of each frequency component is greater than or equal to a predetermined value, or F0 and to improve the reliability of signal distortion or bias. The presence or absence of the upper tone and the lower tone may be determined from whether the magnitude of the F1 frequency component is relatively larger than the magnitude of the surrounding frequency component. In order to determine that the dual tone has been detected, the signal component corresponding to the dual tone must first exist in the input signal. The upper tone detector 31 and the lower tone detector 32 are not limited to merely detecting whether there is an upper tone and a lower tone, and the upper tone frequency component and the upper tone frequency component for the dual tone determiner 34 to be described later. The magnitude of the lower tone frequency components may be interpreted as additional output.

또한, 하모닉스 검출부(33)는 듀얼톤 신호에 대한 하모닉스 성분이 입력신호에 존재하는지 여부를 검출한다. 전술한 바와 같이, 입력신호의 하모닉스 성분이 우연히 듀얼톤의 상하위 주파수에 해당할 수도 있기 때문인데, 이러한 판단을 구현하는 한 가지 예를 기술한다. 상하위 주파수의 하모닉스 성분이 어떠한 것들인지 얻기 위해서는 먼저 상위 주파수(F1)와 하위 주파수(F0) 값의 공약수를 구하여 기본주파수로 정한다. 최대공약수를 사용한다면 본 발명을 구현했을 때 그 결과물이 가장 간단해질 것이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 하모닉스 주파수 성분은 이 기본주파수의 임의의 정수배 값을 갖는 주파수 성분들이므로 그 개수가 이론적으로 무한대이므로, 적절히 하모닉스 주파수 성분의 부분집합을 선택한다. 바람직하게는 무한개의 하모닉스 주파수 성분들 중에서 상위 주파수(F1) 근방에서 일부 선택하고 하위 주파수(F0) 근방에서 일부 선택하여 부분집합을 선택한다. 본 발명의 하모닉스 검출부(33)는 이 선택된 하모닉스 성분이 입력신호에 존재하는지 여부를 검출한다.In addition, the harmonics detector 33 detects whether or not a harmonic component for the dual tone signal exists in the input signal. As described above, since the harmonic component of the input signal may inadvertently correspond to the upper and lower frequencies of the dual tone, an example of implementing such a determination will be described. In order to obtain the harmonic components of the upper and lower frequencies, the common frequency of the upper frequency (F1) and lower frequency (F0) values is first determined as the fundamental frequency. If the greatest common divisor is used, the result will be the simplest when the present invention is implemented, but is not necessarily limited thereto. Since the harmonic frequency components are frequency components having any integer multiple of this fundamental frequency, and the number is theoretically infinite, select a subset of harmonic frequency components accordingly. Preferably, a subset of the infinite harmonic frequency components is partially selected near the upper frequency F1 and partially selected near the lower frequency F0 to select a subset. The harmonics detector 33 of the present invention detects whether or not the selected harmonic component is present in the input signal.

하모닉스 성분의 존재 여부 검출은 상위톤 검출부(31)와 하위톤 검출부(32)에 대해서 전술한 바와 마찬가지로 각 주파수 성분의 크기가 소정의 값 이상인지 여부로부터 판단할 수도 있고, 아니면 보다 신뢰성을 높이기 위해서 하모닉스 주파수 성분의 크기가 각 하모닉스 주변 주파수 성분의 크기보다 상대적으로 큰지 여부로부터 판단할 수도 있다. 다만, 일부 하모닉스 성분은 존재하더라도 그 크기가 상대적으로 작을 수도 있기 때문에 선택된 하모닉스 성분 모두가 존재할 때에만 하모닉스 검출부(33)에서 하모닉스가 검출되었다고 판단하는 것으로 한정하는 것은 바람직하지 않으며, 선택된 각각의 하모닉스 성분에 대한 결과를 종합적으로 판단하여 실질적으로 하모닉스 성분이 존재한다고 판단될 때 검출부(33)에서 하모닉스가 검출되었다고 판단하는 것도 가능하다.The presence or absence of a harmonic component can be determined from the magnitude of each frequency component equal to or greater than a predetermined value as described above with respect to the upper tone detector 31 and the lower tone detector 32, or to improve reliability. It may be determined from whether the magnitude of the harmonic frequency component is relatively larger than the magnitude of each harmonic peripheral frequency component. However, since some of the harmonics components may be relatively small in size, it is not preferable to limit the harmonics detection unit 33 to determine that the harmonics have been detected only when all of the selected harmonics components are present. It is also possible to judge that the harmonics are detected by the detection part 33 when it judges that a harmonic component exists substantially by comprehensively judging the result with respect to.

듀얼톤 판단부(34)는 상위톤 검출부(31), 하위톤 검출부(32), 및 하모닉스 검출부(33)의 결과로부터 입력신호에 소망하는 듀얼톤이 존재하는지 여부를 판단한다. 구체적으로는 상위톤 검출부(31)와 하위톤 검출부(32)의 결과로부터 입력신호에 상위톤 성분과 하위톤 성분이 동시에 존재하는 것으로 판단되고 하모닉스 검출부(33)의 결과로부터 입력신호에 상위톤 주파수와 하위톤 주파수의 하모닉스 성분이 검출되지 않는다고 판단될 때 입력신호에 듀얼톤이 존재한다고 판단한다. 또한, 듀얼톤이 사용될 각각의 응용시스템에 따라서 추가적인 사양이 존재할 수 있다. 예를 들어, 상위톤 주파수 성분의 크기와 하위톤 주파수 성분의 크기의 차이가 6 데시벨 이하이어야 한다는 것과 같은 사양이 추가적으로 존재할 수가 있는 것이다.듀얼톤 판단부(34)는 이와 같이 추가적인 사양이 존재하는 경우 그러한 사양이 만족되는지 여부도 함께 판단한다. 이러한 추가적인 사양을 만족하는지 여부를 위해서 필요한 정보는 전술한 상위톤 검출부(31), 하위톤 검출부(32), 하모닉스 검출부(33), 또는 듀얼톤 검출장치의 제3의 다른 부분에서 제공받을 수도 있고 아니면 듀얼톤 판단부(34)의 자체적으로 구할 수도 있는 것으로 해석하여야 하며, 이에 관하여 특별히 한정적으로 해석할 필요는 없을 것이다.The dual tone determination unit 34 determines whether a desired dual tone exists in the input signal from the results of the upper tone detection unit 31, the lower tone detection unit 32, and the harmonics detection unit 33. Specifically, it is determined that the upper tone component and the lower tone component exist simultaneously in the input signal from the results of the upper tone detector 31 and the lower tone detector 32, and the upper tone frequency in the input signal from the result of the harmonics detector 33. When it is determined that the harmonic component of the and low tone frequencies is not detected, it is determined that a dual tone exists in the input signal. In addition, additional specifications may exist for each application system for which the dual tone is to be used. For example, there may be an additional specification such that the difference between the magnitude of the upper tone frequency component and the magnitude of the lower tone frequency component should be 6 decibels or less. The dual tone determination unit 34 has such additional specifications. If so, it is also determined whether such a specification is satisfied. Information necessary for satisfying such an additional specification may be provided by the upper tone detector 31, the lower tone detector 32, the harmonics detector 33, or another third part of the dual tone detector. Or it should be interpreted that the dual tone determination unit 34 can be obtained by itself, and there will be no need to interpret in particular about this.

본 발명의 듀얼톤 검출장치에 따르면 듀얼톤 검출에 있어서 오류발생이 획기적으로 감소하는 효과가 있다.According to the dual tone detection device of the present invention, there is an effect that the occurrence of errors in the dual tone detection significantly reduced.

Claims

A dual tone detection device for detecting a dual tone signal consisting of a predetermined upper tone signal and a lower tone signal from an input signal, comprising: an upper tone detector for determining whether the upper tone signal is present in the input signal; A low tone detector for determining whether the low tone signal exists in the input signal; A harmonics detector for determining whether a harmonic component of the dual tone signal is present in the input signal; And a dual tone determiner configured to determine whether the dual tone signal is detected from the input signal based on an output of the upper tone detector, the lower tone detector, and the harmonic detector. The dual tone signal is determined when both the upper tone and the lower tone exist from the determination result of the upper tone detector and the lower tone detector, and the harmonic component of the dual tone signal is not determined by the harmonic detector. Dual tone detection device having a feature that determines that is detected.

The harmonic detector of claim 1, wherein the harmonic detector detects whether the harmonic component is present in the input signal, and is defined as a common factor of the frequency F1 of the upper tone signal and the frequency F0 of the lower tone signal. A signal of the harmonic frequency set from the input signal for a predetermined harmonic frequency set including one or more frequencies other than the frequency F1 of the upper tone signal and the frequency F0 of the lower tone signal among the harmonic frequencies of the fundamental frequency. And a dual tone detection device for determining that said harmonics component is present when a component is detected.

The method of claim 1, wherein the dual tone determiner receives the magnitude of the upper tone signal and the magnitude of the lower tone signal from the upper tone detector and the lower tone detector, respectively, to determine whether the difference between the two signals is less than a predetermined threshold. And further determining whether or not the dual tone signal is detected only when the magnitude difference is less than or equal to the threshold.

The harmonic detector of claim 2, wherein the harmonic detection unit acquires a magnitude of a frequency component of a frequency included in the harmonic frequency set with respect to the input signal, and the frequency is added to the input signal when the magnitude of the frequency component is equal to or greater than a predetermined threshold. A dual tone detection device having a feature of determining that a signal component having a detection is detected.